誰擁有永磁牽引系統，誰就擁有高鐵的話語權！

    歷時11年，累計1000萬次試驗，積累150G數據，耗資1億元，中國中車旗下株洲電力機車研究所有限公司（下稱“株洲所”）攻克了第三代軌道交通牽引技術，即永磁同步電機牽引系統（下稱“永磁牽引系統”），掌握完全自主知識產權，成為中國高鐵制勝市場的一大戰略利器。
 

    2015年5月16日，長沙地鐵1號線使用的永磁同步電機成功交付。這是國內首次將永磁同步電機裝載在整列地鐵車輛投入裝車應用。

    中國工程院院士、株洲所總經理丁榮軍透露，目前，株洲所已研發出可用于時速500公里的高鐵動車的690kW永磁牽引系統，即將小批量生產。這標志著我國成為繼德、日、法等國之后，世界上少數幾個掌握高鐵永磁牽引系統技術的國家之一。

    從“地鐵用”到“高鐵用”：“爬完衡山又去登珠峰”

    牽引傳動系統在業內被稱為“列車之心”，其性能在某種程度上決定了列車的動力品質、能耗和控制特性，也影響著列車的經濟性、舒適性與可靠性，是節能升級的關鍵。中國中車株洲電力機車研究所成功自主開發了高速列車永磁同步牽引系統，使我國成為世界上少數幾個掌握高鐵永磁牽引系統技術的國家之一。該永磁同步牽引系統的電機額定效率達到了98%以上，將電機損耗降低至原來的三分之一，顯著降低了高速列車的牽引能耗。在我國能源日益緊張，社會迫切需求“綠色交通”的大背景下，永磁同步牽引系統成為了我國高速鐵路技術升級的一個典范。

    永磁牽引系統是列車的動力系統，由變流器和電機兩大部分組成，其中變流器相當于列車的心臟，電機好比是列車的肌肉，電機主要負責傳達動力，完成電能到機械能轉變，帶動列車平穩行駛。

    目前，西門子、龐巴迪等國際設備制造商均將永磁牽引系統作為其研發方向。在這個新興領域，中國并沒有輸在起點。

    電機控溫是項目進展最大的瓶頸。為避免水、灰塵、鐵屑等腐蝕電機內部永磁體，電機采用全封閉結構，但由于電機功率太大，發熱過高，永磁材料在高溫、振動和反向強磁場等條件下，可能發生不可恢復性失磁的嚴重風險。如果列車在高速運行時失磁，后果不可想象。

    馮江華回憶，“沒有任何可以借鑒的資料，也缺少研發測試用的相關設備”，株洲所只能“摸著石頭過河”，不少數據仍要依靠比較原始的笨辦法。“比如說，電機升溫試驗一做就是五六個小時，電機溫控數據就人工全程蹲守來記錄，這樣來慢慢積累。”馮江華稱。

    研發團隊成立8年后，也就是2011年底，株洲所永磁牽引系統在沈陽地鐵2號線成功裝車，實現了國內軌道交通領域的首次應用，結束了中國鐵路沒有永磁牽引系統的歷史。株洲所也成為我國唯一掌握自主永磁牽引系統全套技術的企業。截至2015年5月底，沈陽地鐵2號線已無故障載客運營7萬公里。

    永磁系統在中央空調領域也展現出極強的替代優勢。基于永磁變頻傳動系統的中央空調可實現節能40%。一臺240kW的中央空調，若每年運行4個月，一年至少可節約用電11.52萬度。按全國40000臺中央空調測算，則一年即可節約用電46億度，少排放46萬噸二氧化碳。

    永磁牽引系統的高效節能，讓株洲所在電動汽車、風力發電、100%低地板現代有軌電車等領域也占據了市場競爭的高點。

    馮江華稱，永磁牽引系統的研發與產業化應用還在起步階段，“今后，株洲所一方面是縱向上深化和細化技術研發， 另一方面是橫向上不斷擴展永磁牽引技術的應用領域，實現全面布局和持續領先。”

    中國腐蝕與防護網編輯認為永磁同步牽引系統因其高效率、高功率密度的顯著優勢，代表了當前提倡節能減排、綠色環保的技術發展趨勢，成為各大發達國家競相研究的技術熱點。永磁驅動技術不僅在軌道交通領域引發了技術革命，而且還是新能源汽車、超高速永磁驅動離心商用空調、風力發電等領域的核心技術，是我們高端裝備技術進步的基石。


 

責任編輯：王元

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